ROCHA, V. A. G. M. Avaliação de calibração de redes hidráulicas usando o método iterativo do gradiente hidráulico alternativo (MIGHA) aplicado a escoamento transiente. 2013. 134 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-03-27T11:40:27Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_vagmrocha.pdf: 2722525 bytes, checksum: 6019fd7aecf3b8cff7c616cc3607af7c (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-31T14:45:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_vagmrocha.pdf: 2722525 bytes, checksum: 6019fd7aecf3b8cff7c616cc3607af7c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-31T14:45:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_vagmrocha.pdf: 2722525 bytes, checksum: 6019fd7aecf3b8cff7c616cc3607af7c (MD5) Previous issue date: 2013-12-20 / The real behavior of a Water distribution System depends on precise knowledge of physical parameters such as diameter, roughness, flow consumption (demands), etc. These parameters commonly change with time. For instance, one of the main parameters, the real roughness, tend to increase with time due to degradation of the specific pipe material. One can not precisely determine the real roughness of a pipe by using direct measurement methods. In order to achieve the objective of estimating roughness with some precision, two parameters of the water distribution network should be measured in the field, these parameters are pipe flow and pressure. Once known these parameters for a reasonable amount of points, equally distributed along the network of pipes, the real roughness may be determined by inverse methods. This process is called calibration. This study proposes a methodology to determine pipe roughness using transient pressure data which occurs during the Water Hammer Analysis phenomena. The Iterative Hydraulic Gradient Method is used as the inverse method in this study. The transient pressure data is produced by changes in the flow caused by opening and closing of Control Valves. According to results presented in this study the new methodology proposed appears to be simple and which produces reliable results / Quando se pretende simular o comportamento de uma rede hidráulica, é necessário conhecer todos os parâmetros físicos desta rede. Com o tempo, alguns desses parâmetros vão se alterando naturalmente devido ao desgaste e ao próprio uso, isso ocorre, por exemplo, com as rugosidades das tubulações. A estimativa desses parâmetros não se dá por métodos diretos, necessita-se conhecer algumas respostas hidráulicas, como vazão e pressão, para que se possa estimar esses parâmetros através de métodos inversos. O processo de busca ocorre através da comparação entre medidas de pressão observadas em campo e medidas de pressão obtidas por esses métodos. A busca pelo melhor conjunto resposta que represente esses parâmetros desconhecidos recebe o nome de calibração. Desenvolve-se um método para estimar a rugosidade das tubulações de uma rede hidráulica a partir de dados observados de cargas hidráulicas transientes durante um evento transitório. O Método Iterativo do Gradiente Hidráulico Alternativo (MIGHA) é utilizado como método inverso neste trabalho. O transiente é provocado por manobras em uma válvula de controle. Ensaios são realizados em diferentes cenários e sob diferentes condições e os resultados mostram um método simples, com resultados satisfatórios

Submitted by Leonardo Lima (leonardoperlim@gmail.com) on 2017-04-05T13:42:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) OLIVEIRA, Fernanda Fernandes Martins de.pdf: 12056384 bytes, checksum: e91b0257b4c44304ec33d23b859c3f3f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-05T13:42:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) OLIVEIRA, Fernanda Fernandes Martins de.pdf: 12056384 bytes, checksum: e91b0257b4c44304ec33d23b859c3f3f (MD5) Previous issue date: 2016-03-02 / Sem bolsa / O Brasil apresenta uma riqueza hidrográfica notória, com uma malha navegável de aproximadamente 27.000km e ainda cerca de 8.500km de linha costeira. Porém muitas vezes nesta vasta malha navegável existem desníveis causados por ação antrópica ou originados pela própria geomorfologia da região, que impõem a necessidade de construção de eclusas de transposição de níveis. Foram lançadas metas das Diretrizes da Política Nacional de Transporte Hidroviário para os próximos anos que preveem à construção de várias novas eclusas para fortalecer o sistema de transporte aquaviário brasileiro. Geralmente quanto menor o número de eclusas construídas para vencer um mesmo desnível maior a economia do projeto, porém isso acarreta em altas quedas, e por consequência cuidados maiores com os escoamentos mais turbulentos e com altas velocidades dentro dos aquedutos das eclusas. Logo esta pesquisa tem por objetivo analisar as pressões médias e extremas a que está submetido o aqueduto a jusante da comporta tipo segmento invertida em eclusas de navegação de alta queda, afim de conhecer as características do enchimento e do esvaziamento da câmara de transposição de nível e os esforços hidrodinâmicos que podem causar danos aos condutos. Para tanto foi implantado um modelo físico em laboratório com o objetivo de conhecer melhor as características hidráulicas e identificar padrões de comportamento que auxiliem na operação de eclusas e no aperfeiçoamento de projetos dessas estruturas. Através da análise dos dados ensaiados foi possível compreender o comportamento das pressões médias e extremas ao longo da base e do teto do conduto a partir da relação entre coeficientes adimensionais de posição e de pressão. Como comportamento característico na presente pesquisa, verificou-se que se forma próximo à comporta, para todos os graus de abertura exceto 100%, uma zona de recirculação do escoamento, com comprimento longitudinal variável, onde ocorrem às pressões mínimas, sendo que o teto recebe uma maior solicitação de pressões negativas, ou seja, de esforços de tração. Foi verificada a aplicabilidade do modelo experimental comparados com outros modelos citados nesta pesquisa, sendo que os resultados se apresentam mais coerentes para as pressões médias, do que para as pressões extremas mínimas. Logo pode se concluir que existe o risco de erosão logo a jusante da comporta, onde se concentram os esforços de tração de maior magnitude causados pelas pressões mínimas. E também que o modelo físico hidráulico na escala 1:32, provou sua validade, porém com desempenho inferior para as pressões extremas mínimas em relação aos resultados obtidos para as pressões médias. / Brazil has a remarkable river richness with a navigable network of approximately 27,000 km and about 8,500 km of coastline. However, often this vast waterway mesh gaps are caused by human action or originated by the geomorphology of the region, which imposes the need to build sluices. The goals were released by the Guidelines of National Policy for Waterway Transportation in the coming years to provide the construction of several new sluices to strengthen the Brazilian water transportation system. Generally, the lower the number of sluices built to win an unevenness more money is safe in the project, but it brings to high falls, and therefore greater care with the most turbulent flows and high speeds within the aqueducts of the sluices. Soon this research analyses the medium and extreme pressures to which it is subjected downstream aqueduct of the gate inverted type segment navigation hsluicesigh fall, in order to know the filling characteristics and the emptying of the level of transposition chamber and the hydrodynamic forces, which can cause damage to pipelines. For that was implemented a physical model in the laboratory in order to better understand the hydraulic characteristics and identify behaviour patterns that assist in the operation of locks and improvement projects such structures. By analysing the tested data, it was possible to understand the behaviour of the mean and extreme pressures along the base and the conduit from the ceiling from the relationship between dimensionless coefficients position and pressure. As behaviour characteristic in the present study, there was formed next to gate for all degrees of opening other than 100%, a flow recirculation zone with the longitudinal variable length which occur at minimal pressure, and the ceiling receives a higher negative pressures request, i.e., tensile stresses. It was verified the applicability of the experimental model compared with other models cited in this research, and the results are presented more consistent to the average pressures, than to the minimum and extreme pressures. Soon this can be concluded that there is a risk of erosion, just downstream of the gate, which concentrate the greatest magnitude of tensile stresses caused by minimum pressures. In addition, that the hydraulic physical model in scale 1:32, proved its validity, but with lower performance for minimum extreme pressures in relation to the results obtained for the mean pressure.

Submitted by Leonardo Lima (leonardoperlim@gmail.com) on 2017-04-05T13:52:45Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) PRIEBE, PRISCILA DOS SANTOS.pdf: 6027760 bytes, checksum: 2c466e7a412a31589107598961ec1050 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-05T13:52:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) PRIEBE, PRISCILA DOS SANTOS.pdf: 6027760 bytes, checksum: 2c466e7a412a31589107598961ec1050 (MD5) Previous issue date: 2016-05-03 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS / O escoamento a jusante de comportas em qualquer estrutura hidráulica é altamente turbulento e complexo, devido a ocorrência de altas velocidades e bruscas variações de pressões nesta região, apresentando um comportamento na distribuição de pressão semelhante ao do ressalto hidráulico submergido à superfície livre. Uma das formas de quantificar e estimar os esforços que ocorrem nas estruturas hidráulicas a jusante de comportas é através da utilização de modelos reduzidos, os quais permitem a medição de grandezas físicas. Com isso, o objetivo desta pesquisa é caracterizar as pressões induzidas na base pelo escoamento a jusante de comportar em condutos retangulares criando um método de previsões de pressões extremas para a base com distintas probabilidades de ocorrências a partir de parâmetros adimensionais, conforme a proposta de Marques et al., (1997). Os aspectos metodológicos dessa pesquisa iniciaram-se por uma investigação experimental detalhada sobre as características hidráulicas do escoamento a jusante de uma comporta em um modelo físico hidráulico de um aqueduto de um sistema de enchimento/esvaziamento de uma eclusa de navegação de média/alta queda. Este modelo foi implantado no Laboratório de Hidráulica do curso de Engenharia Hídrica da Universidade Federal de Pelotas. Realizou-se medição e análise de grandezas físicas, principalmente, das distribuições longitudinais de pressões, em termos médios, flutuantes e extremos que ocorrem em diferentes vazões e aberturas da comporta. Através da análise dos dados caracterizou-se o comportamento das pressões médias, das flutuações de pressões e das pressões máximas e mínimas ao longo da base do conduto sob diferentes condições de vazão e grau de abertura da comporta, onde constatou-se que as situações mais críticas de funcionamento do sistema para as vazões e aberturas ensaiadas foram para as aberturas de 30% e 40% e vazões de 23,0L.s-1 e 31,8L.s-1, respectivamente. A partir da análise dos dados caracterizou-se o comportamento das pressões médias e das flutuações de pressão ao longo da base do conduto por meio da relação entre coeficientes adimensionais de posição e pressão, que juntamente com os coeficientes estatísticos com determinada probabilidade de não-excedência, também propostos nesta pesquisa, é possível estimar as pressões atuantes na base de um conduto retangular a jusante de comporta, com determinada probabilidade de não-excedência, ainda na etapa de projeto, aumentando a eficiência e a segurança do projeto destes sistemas. O método proposto nesta pesquisa fornece resultados satisfatórios, quando verificado com dados experimentais de outro modelo físico. / Flow downstream of gates in any hydraulic structure is highly turbulent and complex, due to the occurrence of high velocities and abrupt pressure variations in that region, presenting a pressure distribution behavior similar to that of a hydraulic jump submerged in a free surface. One way of quantifying and estimating the forces occurring on the hydraulic structures downstream of gates is through the use of reduced models, which allow the measurement of physical magnitudes. Accordingly, the aim of this research is to characterize the induced pressures on the base due to flow downstream of gates in rectangular conduits building a method that allows the forecasting of extreme pressures for the base with different possibilities of occurrence using adimensional parameters, as suggested by Marques et al., (1997). The methodological aspects of this research began with an detailed experimental investigation regarding the hydraulic flow characteristics downstream of a gates in a hydraulic physical model in an aqueduct of a filling/emptying system of a navigation lock of medium/high drop. This model was implanted in the Laboratório de Hidráulica of course Engenharia Hídrica, in the Universidade Federal de Pelotas. The measuring, physical magnitudes analysis, and mainly, the longitudinal pressure distribution in average, fluctuations and extreme terms occurring in different flow rates and gate openings were all conducted. Through the data analysis were characterized the behavior of average pressures, the fluctuations pressures and the maximum and minimum pressures along the base of the conduit under different flow rate conditions and gate openings, where were found that the most critic operating situation of the system for the flow rates and openings tested were the openings of 30% and 40% and the flow rates of 23.0L.s-1 and 31.8L.s-1, respectively. From the data analysis, the behavior of the average pressures and the fluctuating pressures along the base of the conduit were characterized through the correlation of admensional coefficients of position and pressure, that alongside the static coefficients with a determined probability of non-exceedance, also proposed on this research, made possible the estimation of the acting pressures on the base of a rectangular conduit downstream of a gate, with a determined probability of non-exceedance, during the project phase, rising the efficiency and the safety of the project of these systems. The method proposed in this research provides satisfactory results, when verified with experimental data in another physical model.

Estágio realizado na Refinaria do Porto da Petrogal-Área da Tecnologia e orientado pelo Eng.º Manuel Leão Tavares / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Publicación a texto completo no autorizada por el autor. / que se presentan entre los meses de enero y marzo, la laguna Yanacocha, ubicada en el distrito de Tinyahuarco, y asimismo, la represa existente no cuenta con un eficiente sistema de descarga de escurrimientos extraordinarios. El estudio comprende solo el diseño hidráulico de la componente aliviadero de demasías con poza disipadora, que permita solucionar el problema que puede originar que los caudales máximos extraordinarios puedan sobrepasar la corona de la presa, pudiendo ocasionar en el presente vaso por tratarse de presa de tierra, la falla de la estructura principal originando un riesgo de colapso. Además se deberá tener cuidado que la descarga del vertedor no socave el talón de aguas abajo del aliviadero, para esto se diseñara una poza disipadora de energía. Los beneficios del estudio es proporcionar seguridad a la presa de los escurrimientos extraordinarios que llegan al embalse. A su vez, brinda los conocimientos técnicos para la elaboración del diseño hidráulico del aliviadero de demasías con poza disipadora. / Trabajo de suficiencia profesional

Identifica las áreas susceptibles a ser afectadas ante la ocurrencia de flujos aluvionales extremos mediante resultados de la simulación de este tipo de eventos en el centro poblado de Quincemil. También analiza la dinámica de los flujos aluvionales a partir de un modelamiento hidráulico computacional utilizando el programa FLO-2D. / Tesis

La caracterización y estimación de las crecidas de un río son indispensables para garantizar el correcto desempeño y seguridad de infraestructura hidráulica. Nuestro país, en tanto se ubica en una de las zonas con la mayor actividad relacionada a fenómenos hidroclimáticos extremos, requiere de herramientas y métodos desarrollados para nuestro contexto y situaciones hidrológicas. En tal virtud, el objetivo principal de la presente investigación es el desarrollo y aplicación de técnicas que permitan estimar caudales máximos naturales, para diferentes probabilidades de ocurrencia, en puntos estratégicos de los principales ríos de la zona centro de la vertiente del Pacifico, los cuales se ubican en la región denominada 5a4 en el “Estudio de la hidrología del Perú” (IILA et al., 1982). Las referidas estimaciones plasmadas en mapas permiten el dimensionamiento de infraestructura hidráulica y el control de riesgos asociados a los caudales máximos. Es importante mencionar que la presente contribución se distingue de la habitual forma de estimar caudales máximos en cuencas con pocas o sin estaciones de aforo, complementando información existente con bases de datos satelitales, aplicando modelos conceptuales que representen procesos físicos y que permitan validar la información generada. La presente tesis se distribuye como sigue. En el capítulo 1 se presentan los aspectos generales de la investigación que comprende la introducción, problema de investigación y objetivos; asimismo, se describe el área de estudio especificando sus características fisiográficas y aspectos de hidrología e hidrografía; finalmente, se hace una breve revisión de conceptos importantes enfatizando aspectos usados en la metodología para el desarrollo de la investigación. En el capítulo 2 se presentan los datos y la metodología que se empleó en el presente trabajo, la primera sección comprende la descripción de los datos relevantes del ´área de estudio tales como la información hidrometeorológica convencional e información sobre estimaciones satelitales de variables climáticas. La segunda sección comprende la descripción detallada de los métodos y el procedimiento desde la recolección de información hasta la generación de mapas de caudales máximos. En el capítulo 3 se presenta la discusión y los resultados del procedimiento el cual inicia con la selección y recolección de registros de estaciones hidroclimáticas en la zona de estudio. Subsecuentemente, los registros fueron evaluados mediante diversas técnicas para verificar la confiabilidad, consistencia y homogeneidad de los datos. Debido a la limitada cantidad de estaciones de aforo disponibles en la zona de estudio, la evaluación de caudales máximos en diversos puntos de la red fluvial requirió aplicar técnicas de extrapolación de datos observados. Para tal efecto, se priorizó el uso de modelos hidrológicos calibrados en forma tal que puedan reproducir adecuados resultados en puntos aforados y reproducirlos a puntos no aforados con un buen nivel de confiabilidad. Por otro lado, la baja densidad de registros pluviométricos y ausencia de registros de variables climáticas requeridas para desarrollar un modelo que relacione las precipitaciones con las descargas, requirieron el uso de diversas bases de datos y productos satelitales con el fin de optimizar, en espacio y tiempo, los registros disponibles de precipitación y suplir las limitaciones de información relativa a las variables climáticas. Entonces se eligieron los datos con estimaciones satelitales de lluvia y evapotranspiración que mejor representen los datos observados conformando una nueva base de datos compuesta de registros convencionales y satelitales. Posteriormente, se seleccionaron puntos de análisis al interior de las cuencas y adecuaron las subcuencas generadas por estos puntos al modelo GR2M para simular caudales mensuales, considerando adecuada una superficie de cuenca mayor a 300 km2. Los registros de caudales máximos en puntos aforados que pasaron la etapa de evaluación se ajustaron a funciones de distribución con la finalidad de determinar su ley de frecuencia. Asimismo, para los puntos no aforados, apoyándonos en los caudales simulados obtenidos de la etapa de modelamiento y a través de un análisis regional a nivel de cuenca se establecieron relaciones entre las curvas de frecuencia de caudales máximos mensuales y máximos diarios. Así se obtuvieron aproximaciones confiables de la probabilidad de ocurrencia de caudales máximos diarios en puntos no aforados, a partir de los cuales se construyeron mapas para los periodos de retorno de 2, 5, 10, 25, 50 y 100 años. Finalmente la tesis concluye con el capítulo 4 donde se presentan las conclusiones generales de la investigación y el trabajo futuro recomendado. / The river’s floods characterization and estimation are indispensable to guarantee the correct performanceand and safety of hydraulic infrastructure. Our country, while located in one of the areas with the highest activity related to extreme hydroclimatic phenomena, requires tools and methods developed for our context and hydrological situations. In this virtue, the main objective of this research is development and application of techniques that allow estimating natural maximum flows, for different probabilities of occurrence, in strategic points of main rivers in the central area of Pacific slope, located in the region named 5a4 in the ”Study of Hydrology of Peru” citep IILA1982. The referred estimations contained in maps allow the sizing of hydraulic infrastructure and the control of risks associated with the maximum flow rates. It is important to mention that present contribution is different from the usual way of estimating maximum flows in watersheds with few or no gauging stations, complementing existing information with satellite databases, applying conceptual models that represent physical processes and that allow validating the generated information. The present thesis is distributed as follows. In the chapter 1 general aspects of the investigation that includes the introduction, research problem and objectives are presented; also, the study area is described specifying its physiographic characteristics and aspects of hydrology and hydrography; finally, a brief review of important concepts is made emphasizing aspects used in the methodology for the development of the research. In the chapter 2 data and methodology that was used in the present work are presented, the first section includes a description of the relevant data of study area such as conventional hydrometeorological information and information about satellite estimations of climatic variables. The second section includes detailed description of methods and procedure from the information collection to the generation of maximum flow maps. In the chapter 3 the discussion and the results of the procedure are presented, which begins with selection and collection of hydroclimatic stations records in the study area. Subsequently, the records were evaluated using various techniques to verify the data reliability, consistency and homogeneity. Due to the limited number of gauging stations available in the study area, the maximum flow evaluation at various points in the fluvial network required the application of extrapolation techniques in observed data. For this purpose, the use of hydrological models calibrated in such way that they can reproduce adequate results in gauged points and reproduce them at ungauged points with a good level of reliability was prioritized. On the other hand, the low density of rainfall records and absence of climatic variables records required to develop a model that relates precipitation and discharge, required the use of various databases and satellite products in order to optimize, in space and time, the available records of precipitation and supply the limitations of information related to climatic variables. The data was then chosen with satellite rainfall and evapotranspiration estimates that best represent the observed data, forming a new database composed of conventional and satellite records. Subsequently, analysis points were selected within the basins and the sub-basins generated by these points were adapted to the GR2M model to simulate monthly flows, considering a basin area greater than 300 km textsuperscript 2 adequate. The maximum flows records in gauged points that passed the evaluation stage were adjusted to distribution functions in order to determine their frequency law. Likewise, for ungauged points, based on the simulated flows obtained from the modeling stage and through a regional analysis at the basin level, relationships were established between the frequency curves of maximum monthly and maximum daily flows. Thus, reliable approximations of the probability of occurrence of maximum daily flows in ungauged points were obtained, from which maps were constructed for the return periods of 2, 5, 10, 25, 50 and 100 years. Finally the thesis concludes with the chapter 4 where general conclusions of the investigation and recommended future work are presented. / Tesis

La problemática de las inundaciones, no es un tema que se pueda dejar pasar por alto en el Perú, ya que estamos expuestos a constantes fenómenos naturales que provocan inundaciones en algunas zonas del país. El Fenómeno de El Niño en el año 2017 ocasionó grandes inundaciones teniendo como consecuencia daños de gran magnitud, viéndose más reflejado en la costa peruana. Sin embargo, también se vieron daños en otras zonas del país como la sierra y selva. Uno de los problemas a lo que nos enfrentamos en estas situaciones, es la carencia de infraestructura con la que contamos para poder afrontar el crecimiento intempestivo de caudal de los ríos. En este trabajo se presentará un modelo de control de inundaciones, en época de avenidas, por medio de la construcción de elementos estructurales, tales como lo son los reservorios. Estas infraestructuras, permitirán controlar el caudal de manera parcial, atenuando el caudal pico, con la finalidad de mitigar el daño frente a posibles inundaciones. Para cumplir con la finalidad del trabajo, primero tendremos que tomar en cuenta las consideraciones previas y los antecedentes de la zona de estudio, para así ponernos en contexto de la zona. Posteriormente, se recopilará y analizará la información hidrológica de precipitación de zona en estudio, haciendo uso de la plataforma PISCO de SENAMHI; para luego delimitar la cuenca mediante el software ArcGIS y así obtener los parámetros geomorfológicos, tales como el área, perímetro, longitud de cauce principal, pendiente de la cuenca etc. Una vez se obtenga los parámetros geométricos de la zona, así como la información hidrológicos procesada, se procederá a modelar la cuenca con la ayuda del software Hec-HMS con el objetivo de generar los hidrogramas de crecida de la zona. Finalmente, se analizará con el método de Transito de Avenidas, la variación en los hidrogramas al tener un reservorio de control como agente laminador frente a posibles inundaciones. Esto se verá reflejado mediante un modelamiento hidráulico aguas debajo de nuestro reservorio, mediante la generación de mapeos de inundación, para un caso sin reservorio y con reservorio, esto nos permitirá verificar el impacto que generará un reservorio de control como agente mitigador frente a posibles inundaciones.

O início da construção de estruturas para reserva de água no mundo é conhecido há milhares de anos, e, desde então, as barragens são consideradas alternativas viáveis não apenas para reserva de água para consumo, mas também para as finalidades de geração de energia hidrelétrica, contenção de rejeitos, entre outras. Entretanto, mesmo com os contínuos avanços nas técnicas construtivas e na fiscalização da segurança destas estruturas, a possibilidade de rompimento de barragens é uma realidade constante. Nesta perspectiva, o presente texto objetiva analisar os aspectos hidráulicos de metodologias simplificadas para estimativa de parâmetros de inundação proveniente do rompimento de barragens, a saber, as vazões e respectivas profundidades atingidas no vale a jusante, em um evento de rompimento hipotético. Para tal, analisaram-se os resultados de três metodologias simplificadas existentes, aplicadas em três barragens estudo de caso, com características estruturais e geometria do vale a jusante distintas. Os resultados das metodologias simplificadas foram comparados com os estudos de Dam Break das três barragens estudo de caso, obtidos com o uso do software HEC-RAS unidimensional e cedidos por empreendedores. O presente texto também sugere uma nova equação empírica para previsão da vazão máxima resultante do rompimento de barragens por galgamento, e propõe uma nova metodologia simplificada para análise preliminar de rompimento de barragens, com base nos métodos analisados e nas respectivas conclusões obtidas. Os resultados indicam que o uso de metodologias simplificadas na análise preliminar de rompimento de barragens é uma alternativa viável em vales cuja declividade do talvegue é acentuada e cujas características geométricas são aproximadamente constantes. Identificou-se que pequenas alterações no coeficiente de rugosidade do terreno e na declividade da linha de energia refletiram em diferenças nos resultados de profundidades e larguras máximas de 20%, em média. A proposta de nova equação empírica para previsão de vazão máxima na seção da barragem baseou-se na análise de 39 casos reais envolvendo ruptura de barragens por galgamento e resultou em um coeficiente de determinação (R²) de 0,79. Quando comparada com as principais equações semelhantes indicadas na bibliografia, a equação proposta obteve vazões máximas próximas ou superiores às dos demais pesquisadores analisados sempre que a altura da barragem foi inferior a 30 m. Evidencia-se a importância na estimativa cautelosa da vazão máxima na seção da barragem, uma vez que essa reflete em diferenças significativas nas vazões e respectivas profundidades alcançadas ao longo do vale a jusante da estrutura. Nos casos analisados, diferentes vazões máximas na seção da barragem refletiram em distinções de até 50%, em média, nas profundidades e larguras máximas a jusante. A nova metodologia proposta para definição de características de inundação provenientes do rompimento de barragens pode contribuir em estudos preliminares para tal, especialmente aos empreendedores que possuem número expressivo de barragens. Nesses casos, a metodologia poderá nortear a prioridade a ser dada em estudos detalhados de Dam Break. / For thousands of years, water reservoir structures have been built worldwide. Since then, dams have been considered viable alternatives not only for reserving water for consumption but also for the purposes of hydroelectric power generation and sediment retention, among others. Despite the continuous advances in the construction techniques and in the safety inspection of these structures, the possibility of breaking of dams remains a constant reality. Hence, this paper aims to analyze the hydraulic aspects of simplified methodologies for estimating flood parameters on dam ruptures, namely, the flows and respective depths reached in the downstream valley in a hypothetical breach event. Results of three existing simplified methodologies were studied applied in three dams with different structural characteristics and downstream valley geometry. The results of simplified methodologies were compared with dam break studies of three study case dams, obtained with one-dimensional HEC-RAS and provided by entrepreneurs. The present paper suggests also a new empirical equation for predicting the maximum flow resulting from the overtopping dam failure and proposes a new simplified methodology for preliminary analysis of dam rupture, based on the analyzed methods and respective obtained conclusions. The results indicate that the use of simplified methodologies in the preliminary dam break analysis is a viable alternative in valleys with high thalweg declivities and close to constant geometric characteristics. It was identified that small changes in the coefficient of rough terrain and in the energy line slope reflected in differences in the results of depths and maximum widths of 20%, on average. The proposed new empirical equation for maximum flow prediction in the dam section was based on the analysis of 39 actual cases involving overtopping dam failure and resulted in a coefficient of determination (R²) of 0.79. When compared to similar main equations indicated in the bibliography, the proposed equation obtained maximum flows near or higher than those of other researchers analyzed whenever the height of the dam did not exceed 30 m. The importance of a cautious estimation of the maximum flow rate in the dam section is to be highlighted, since it results in significant variations of flow and respective depths along the valley and downstream of the structure. Different maximum flows were found in the dam section, which reflected in distinctions of up to 50%, in average, in the maximum depths and widths downstream. The new proposed methodology for defining dam break characteristics caused by dam rupture may contribute to preliminary studies, especially to entrepreneurs who own a significant number of dams. In these cases, the methodology may guide the priority to be given in detailed studies of dam break.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-03-06T16:10:50Z No. of bitstreams: 1 PGCS14MA140.pdf: 1574830 bytes, checksum: 4217f8ffb682e61890fd939d7f9ca3e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-06T16:10:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCS14MA140.pdf: 1574830 bytes, checksum: 4217f8ffb682e61890fd939d7f9ca3e2 (MD5) Previous issue date: 2014-07-25 / Capes / Several techniques have been used to obtain soil water retention curve. Direct methods are time consuming and costly. Mathematical techniques have been used to replace direct methods through pedotransfer functions (PTFs), using predictors easily obtained and inexpensive to obtain parameters that expend more time and resources. PTFs generated from multiple regressions have shown reliable results but requires great knowledge of statistics. A new approach to obtaining PTFs, artificial neural networks (ANN) that does not require prior knowledge of statistical and database minimum, have been used in various areas of knowledge, and have been shown to be accurate and reliable. The study aimed to compare the efficiency of ANNs and multiple regressions to generate PTFs for estimating the retention and availability of water in soils of Santa Catarina state, located in a subtropical zone (region) of Brazil. The PTFs were generated for 940 horizons of representative soils of St. Catarina having as input data the particle size distribution (seven classes), the organic matter content, bulk density, particle density and output data water retention between from zero to 1500 kPa tension. The ANNs were generated using the software WEKA, with six neurons in the hidden layer using the error backpropagation algorithm (Multilayer Perceptron) and the cross-validation to stratify sample. Results showed that PTFs obtained from ANNs are more efficient than multiple regression. The PTFs that include specific texture data (five classes of sand), soil organic matter, soil bulk density, particle density, total porosity and their interactions better estimate the retention and availability of water in these soils. From these results, it is possible to develop a program that uses these PTFs generated to provide these values of SWRC, and is therefore an extremely useful tool for studies about soil water retention and avaibility / Várias técnicas vêm sendo utilizadas para obtenção da curva de retenção de água no solo. Como métodos diretos demandam tempo e são de alto custo, tem sido estudadas funções de pedotransferência (FPTs), as quais utilizam preditores de fácil obtenção e baixo custo para obter os parâmetros. FPTs geradas a partir de regressões múltiplas têm mostrado resultados confiáveis, mas exigem grande conhecimento estatístico para sua determinação. Uma nova abordagem para obtenção de FPTs é o uso de redes neurais artificiais (RNAs), que não exigem conhecimento prévio estatístico e podem ser obtidas utilizando-se um banco de dados mínimos. As RNAs vêm sendo utilizadas em diversas áreas do conhecimento, e têm se mostrado precisas e confiáveis. Este trabalho teve por objetivo comparar a eficiência de RNAs e regressões múltiplas na geração de FPTs para estimar a retenção e a disponibilidade de água em solos do estado de Santa Catarina. As FPTs foram geradas a partir de 940 horizontes de solos representativos de Santa Catarina, tendo como dados de entrada a granulometria (sete classes de tamanhos de partículas), o teor de matéria orgânica, a densidade do solo e de partículas e, como dados de saída, a retenção de água nas tensões de 0 até 1.500 kPa. As RNAs foram geradas utilizando o software WEKA, tendo como arquitetura a rede Multilayer Perceptron, com seis neurônios na camada escondida, utilizando-se a função de retropropagação do erro (Backpropagation) e validação cruzada para estratificar a amostra. As FPTs obtidas a partir de RNAs são mais eficientes que as regressões múltiplas. As FPTs pontuais, que incluem dados de granulometria (cinco divisões de areia), matéria orgânica do solo, densidade do solo, densidade de partículas, porosidade total e suas interações estimam melhor a retenção e a disponibilidade de água nestes solos. A partir destes resultados, é possível desenvolver um programa que utiliza as FPTs geradas para estimar a curva de retenção de água, sendo, portanto uma ferramenta extremamente útil para estudos que envolvam a retenção e a disponibilidade de água no solo